Emissions from modern engines induce distinct effects in human olfactory mucosa cells, depending on fuel and aftertreatment
Julkaisuvuosi
2023
Tekijät
Mussalo, Laura; Avesani, Simone; Shahbaz, Muhammad Ali; Závodná, Táňa; Saveleva, Liudmila; Järvinen, Anssi; Lampinen, Riikka; Belaya, Irina; Krejčík, Zdeněk; Ivanova, Mariia; Hakkarainen, Henri; Kalapudas, Juho; Penttilä, Elina; Löppönen, Heikki; Koivisto, Anne M.; Malm, Tarja; Topinka, Jan; Giugno, Rosalba; Aakko-Saksa, Päivi; Chew, Sweelin; Rönkkö, Topi; Jalava, Pasi; Kanninen, Katja M.
Näytä enemmänTiivistelmä
<p>Ultrafine particles (UFP) with a diameter of ≤0.1 µm, are contributors to ambient air pollution and derived mainly from traffic emissions, yet their health effects remain poorly characterized. The olfactory mucosa (OM) is located at the rooftop of the nasal cavity and directly exposed to both the environment and the brain. Mounting evidence suggests that pollutant particles affect the brain through the olfactory tract, however, the exact cellular mechanisms of how the OM responds to air pollutants remain poorly known. Here we show that the responses of primary human OM cells are altered upon exposure to UFPs and that different fuels and engines elicit different adverse effects. We used UFPs collected from exhausts of a heavy-duty-engine run with renewable diesel (A0) and fossil diesel (A20), and from a modern diesel vehicle run with renewable diesel (Euro6) and compared their health effects on the OM cells by assessing cellular processes on the functional and transcriptomic levels. Quantification revealed all samples as UFPs with the majority of particles being ≤0.1 µm by an aerodynamic diameter. Exposure to A0 and A20 induced substantial alterations in processes associated with inflammatory response, xenobiotic metabolism, olfactory signaling, and epithelial integrity. Euro6 caused only negligible changes, demonstrating the efficacy of aftertreatment devices. Furthermore, when compared to A20, A0 elicited less pronounced effects on OM cells, suggesting renewable diesel induces less adverse effects in OM cells. Prior studies and these results suggest that PAHs may disturb the inflammatory process and xenobiotic metabolism in the OM and that UFPs might mediate harmful effects on the brain through the olfactory route. This study provides important information on the adverse effects of UFPs in a human-based in vitro model, therefore providing new insight to form the basis for mitigation and preventive actions against the possible toxicological impairments caused by UFP exposure.</p>
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Itä-Suomen yliopisto
Hakkarainen Henri Ilmari
Jalava Pasi Ilari
Belaia Irina
Kanninen Katja Marika
Mussalo Laura Elina
Ivanova Mariia
Shahbaz Muhammad Ali
Malm Tarja Maarit
Koivisto Anne Maria
Löppönen Heikki Juhani
Penttilä Ulla Elina
Helsingin yliopisto
Koivisto Anne M.
Helsingin seudun yliopistollisen keskussairaalan erityisvastuualue
Koivisto Anne M.
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Emojulkaisun nimi
Volyymi
905
Artikkelinumero
167038
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
2
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Rinnakkaistallenteen lisenssi
CC BY
Muut tiedot
Tieteenalat
Fysiikka; Teknillinen kemia, kemian prosessitekniikka; Ympäristötekniikka; Biolääketieteet; Neurologia ja psykiatria; Kansanterveystiede, ympäristö ja työterveys
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1016/j.scitotenv.2023.167038
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä